选矿药剂第2章 烃油捕收剂

接触角(°) 59.5 60.3 63.1 73.2 76 84.5
▪ 沸程较高的煤油馏分与 辉钼矿作用后形成的接 触角较大；
▪ 高于220℃的馏分接触角 值最大。
❖ 浮选实验也证明接触角越大 的煤油馏分，浮选结果越好。
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2.2 煤油 (2)
❖ 二、同一沸程馏分煤油中正构烷烃的捕收能力
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二、(2)烃油矿物浮选的捕收机理 3
❖ 当非极性矿物与气泡接触时，矿物所形成的烃油疏水 膜，在三相界面力的作用下，
▪ 或浓集于固液气的三相接触周边，如图(a)所示。 ▪ 或介于非极性矿粒与气泡之间，如图(b)所示。
所有这些均有利于提高矿粒与气泡粘附的牢固程度， 并大大提高矿物的可浮性。
石油来源 大庆
玉门
印度尼西亚 苏联巴库
主要成分 烷烃 烷-环混合型 芳香型 环烷烃型
❖ 烃油与偶极水分子基本不发生作用，表现出明显的疏水性 和难溶性，同时也不能解离成离子，故也可将烃油捕收剂 成为中性捕收剂。
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二、(1)烃油在矿物浮选中的应用
烃油
在浮选中的应用
1.非极性矿物的主要捕收剂
a.增强极性捕收剂在矿物表面的吸附 强度，增强矿物表面你的疏水性，提 高浮选矿物粒度上限，并降低极性捕 收剂用量。
b.有利于微细矿粒形成疏水性絮团， 加强对微细粒矿物的回收。
c.在多孔性细粒矿物表面形成油膜， 既可堵塞孔洞降低极性捕收剂的小号 ，又可降低矿浆中难免离子的浓度。
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❖ 总之：
▪ 除了少数完全亲水而润湿接触角等于零的矿物外，多数矿物 都或多或少具有一定程度的亲油性。
▪ 由于表面疏水性越强的矿物，亲油性越大，烃油的附着越容 易，吸附的量也越多，吸附速度也越快。
❖ 所以对不同的矿物而言，烃油的不受作用亦能呈现出一定的选择 性，尤其是在分离极性矿物与非极性矿物时，用烃油作捕收剂仍 可获得良好的分离效果。
钼矿 扫选
钼精矿
尾矿
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2.3 焦油
焦油可分为煤焦油、页岩油及木焦油等，它们 分别是由干馏煤、页岩及木材所得到的产品，成分 一般都比较复杂，且随干馏原料及温度的不同而存 在较大的差别，所以成分不稳定。
在浮选工艺发展的初期，曾用焦油作硫化矿捕 收剂，其中所含的极性化合物是浮选的有效成分， 烃类油仅有辅助性捕收作用。
-
-
1.75 2.40 83.03
2
120
20
100 46.5 1.62 2.70 87.22
3
120
20
200 46.5 1.84 2.87 87.53
• 放射性同位素Cu64的研究表明，铜离子可以吸附在辉钼矿表面，且 在pH=7时，吸附量最大。
• 铜离子的吸附使辉钼矿表面带正电，有利于阴离子捕收剂的吸附。
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2.2 煤油 (5)
❖ 五、乳化剂的影响
煤油难溶于谁，如果将煤油乳化，其浮选效果将得到强化。 有研究结果显示： ▪ 没分有别乳是化88剂.3%时和，2泡9.4沫%产；品的品位是MoS2 39.24%、Fe 9.5%，回收率 ▪ 使脂用肪乳酸化聚二剂乙时醇，酯Mo、S2烷和基Fe酚的聚回二收乙率醇都醚较对高提，高尤M其o是S2回脂收肪率醇是硫有酸效盐的、。 ▪ 采接45用近.44非或%离稍，子高有型，明乳贴显化 别的剂 是提所 采高得 用。泡No沫ige产n品EAM8o0S，2品泡位沫与产单品独M使oS用2的混品合位油是时的 ▪ 在生产中煤油往往导致泡沫破裂，添加乳化剂后可以改善这一情况。
精矿品位低、回收率高
▪ 可见在回收率达到规定指标的情况下，选用 低粘度油作为辉钼矿的捕收剂较为适宜。
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2.2 煤油 (1)
❖ 一、煤油各馏分的捕收性能
下表是将辉钼矿纯矿物分别置于煤油 不同馏分的乳浊液中所测得的接触角数值。
药剂名称 蒸馏水 初级煤油 150℃馏分煤油 150~180℃馏分煤油 180~220℃馏分煤油 高于220℃馏分煤油
▪ 图 收中 率1(%、)3、曲品线位分(%别)；为MoS2的回 ▪ 图中2、4曲线分别为Fe的回收率
(%) 、品位(%)。
❖ 结果显示随着煤油配比的增大，辉 钼矿和黄铁矿的回收率随之下降， 其中黄铁矿的回收率下降急剧。
❖ 当煤油的百分比大于松醇油时，可 明显改善浮选过程的选择性。
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药剂分子设计
第二章 烃油捕收剂
第二章 烃油捕收剂
1
第一节 概 论
2
第二节 煤 油
3
第三节 焦 油
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2.1 概论
❖ 烃油捕收剂主要是指脂肪烃和芳香烃的液体部 分，别且沸点不能太低，常温下不挥发，例如 煤油、柴油、变压器油、太阳油等即属此类， 其中以煤油、柴油的应用较为普遍。本节从一 下三个方面展开： ▪ 一、烃油的主要成分及其基本性质 ▪ 二、烃油在矿物浮选中的应用与捕收机理 ▪ 三、烃油的组成对捕收性能的影响
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第二章结束
现在焦油是重要的化工原料，加上焦油中含有 大量的酚类，毒性较大易污染环境，不再直接用于 浮选工业，而是将其分馏为各种馏分，加以综合利 用，只有价值不大的馏分才用作选矿药剂。
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2.3 焦油
❖ 一、煤焦油
分馏煤焦油可得轻油、中油、重油、蒽油和沥青。 ▪ 其中的中轻油的捕收能力较弱，但具有强的起泡性，中油主
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一、烃油的主要成分及其基本性质
示例
主要成分
煤油、柴油、 脂肪烃、
变压器油、 脂环烃、
太阳油等
芳香烃
基本特点
分子由共价键结合， 化学活性很低。
作用过程
1.油滴在矿物表面粘附 2.油滴在矿物表面展开 3.疏水性油膜的形成
❖ 但不同来源的烃油在组成上往往存在着很大的差异，例如：
2.2 煤油 (4)
❖ 四、煤油与硫酸铜及黑药混合的浮选效果
对某矽卡岩型钼矿石的研究表明，将煤油与硫酸铜及黑药混合使用， 与只用煤油和松醇油相比，钼精矿回收率提高4.5%，品位提高0.47%， 结果如下：
试验号
煤油
药剂用量（g/t） 松醇油 硫酸铜
黑药
钼精矿指标（%） 产率 品位 回收率
1
12
40
在180~310℃沸程范围内，正构烷烃与煤油对辉钼矿捕收能力的比较 实验结果如下：
矿样 矿样I(αMo 0.11%) 矿样II(αMo 0.11%)
药剂用量(g/t) 煤油 重蜡
160 - 160
155 - 155
钼精矿指标(%) 品位 回收率 回收率提高量
3.63 93.10 1.12
3.48 94.22 5.28 84.52
如图中(a)所示。
油滴在矿物表面展开
油滴在矿物表面展开
非极性矿物表面的疏 水性较强，被粘附的 油滴容易沿矿物表面 逐渐展开。
如图中(b)所示。
疏水性油膜形成
疏水性油膜形成
被粘附的油滴沿矿物 表面继续展开，使矿 物表面形成一层薄薄 的疏水性油膜。
如图中(c)所示。
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二、(2)烃油矿物浮选的捕收机理 2
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三、烃油的组成对捕收性能的影响
❖ 1.烃油的组成和化学结构与捕收性能的关系 ❖ 2.烃油所含表面活性物质对捕收性能的影响 ❖ 3.烃油的黏度对捕收性能的影响
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三、烃油的组成对捕收性能的影响 1
❖ 1.烃油的组成和化学结构与捕收性能的关系
用单环芳烃、双环芳烃、三环芳烃以及没有 等作捕收剂浮选辉钼矿的结果表明： ▪ 单环芳烃的捕收能力很弱， ▪ 双环芳烃由于分子较大，捕收能力增强，
名称
水溶液表面张力 (×104Pa/m2)
变压器油
4.5煤油3.0来自机油（V型）2.9
碘值
8.70 11.23 11.97
酸值
0.63 0.82 1.65
接触角(°) 解理面 垂直断裂面
50
60
45
65
50
78
▪ 从表中可以看出：随着烃油碘值和酸值的增大，辉 钼矿垂直断裂面的接触角亦随之增大，而鳞片状解 理面上的接触角，则与烃油的碘值和酸值变化无关。
要用作提酚的原料。 ▪ 重油可作选煤的捕收-起泡剂，也可用作黄药的代用品，与黄
药混合使用浮选硫化矿时，可获得较好指标。 ▪ 蒽油产量大价格低廉，与硫磺共煮得硫化蒽油，可作为黄药
的代用品，但浮选指标稍低。
❖ 二、页岩焦油
▪ 页岩焦油用于浮选白铅矿、辉锑矿、煤等，可得到良好效果。
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但比煤油弱， ▪ 三环芳烃则可呈现出很强的捕收能力，且
优于煤油。
可见：在提炼煤油的残余物中，含有一 定数量分子量较大的芳香烃，很适宜于 用作辉钼矿的捕收剂。
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三、烃油的组成对捕收性能的影响 2
❖ 2.烃油所含表面活性物质对捕收性能的影响
▪ 下表中列出了三种烃油的碘值、酸值及辉钼矿 与这些烃油作用后所测得的接触角数值。
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三、烃油的组成对捕收性能的影响 3
❖ 3.烃油的黏度对捕收性能的影响
▪ 用不同粘度烃油进行辉钼矿浮选实验结果如下：
粘度
实例
浮选辉钼矿实验
低粘度油 高粘度油
煤油、重柴油、未氢化热裂 轻柴油
精矿品位高、回收率低
太阳DX汽油、100/100马达 油、100/100HVI中性油
2.3 焦油
❖ 木焦油
木焦油的主要成分大体可分为三类，即中性油、酚及羧酸等。 ▪ 1、中性油浮煤
中性油是均匀的液体，比重接近于1，主要含芳香烃（51%以上）、 醇、醚和羰基化合物,用于煤的浮选，当用量为300g/t时，可获得良好 指标。
▪ 2、含酚部分用来浮铁矿 含酚部分主要是酚酸及其衍生物，它对钙镁的硅酸盐和碳酸盐不
起作用，而与铁离子可生成比较稳定的络合物，所以对赤铁矿的浮选 具有很高的选择性。
▪ 3、含羧酸部分用来浮选氧化铅锌矿 从木焦油分离出的沸点 在240℃以上和沸点在340℃以上酸值为
1其9他.6的铅这的种氧烃化油铅，矿对物白有铅良矿好(的Pb捕CO收3)作、用钼，铅但矿对(P石bM英oO、4长)、石铅及矾其(P它bS硅O酸4)和 盐矿物则无捕收能力。
1.33 5.36 85.85
❖ 与煤油相比，使用以正构烷烃为主的重蜡作捕收剂，粗选回收 率可提高1~2%，总回收率可提高1%以上，松醇油用量可减少 10g/t，但黄铁矿的上浮率稍有增加，须稍增大氰化钠用量。
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2.2 煤油 (3)
❖ 三、煤油与松醇油不同配比的浮选效果
煤油与松醇油按不同配比(煤油与松醇油总用量为1400g/t)，矿浆pH值 6.4~6.6，温度15.7~17℃，浮选辉钼矿实验结果如下：
起源于浮选发展初期的“全油浮选”。 被用作硫化矿的捕收剂，其中含有的少 量极性化合物是起捕收作用的较有效成 分。但用油量大，已被黄药等取代。
目前烃油能有效浮选的矿物为数不多， 主要用于浮选具有良好天然可浮性的矿 物，如辉钼矿、石墨、天然硫、滑石及 煤等。
2.极性捕收剂的辅助捕收剂 或难溶性药剂的溶剂
对于天然可浮性不太强、亲油性不太大的矿物而 言，油滴在矿物表面粘附后，虽不易展开，但在 强烈的机械搅拌下，矿浆中存在的剩余油滴，或 不断与矿粒发生碰撞和接触，使矿物表面粘附的 油滴数量增多，或由于油滴的兼并，使表面为数 不多的油滴兼并成不连续的有油团，如图(d)所 示，结果使矿物也具有一定的疏水性和可浮性。
二、(2)烃油矿物浮选的捕收机理 1
对于天然可浮性较好的非极性矿物而言， 烃油与矿物表面的作用过程，大体可分 解成如下几个步骤：
油滴在矿物表面粘附
油滴在矿物表面粘附 在强烈的机械搅拌下， 烃油在矿浆中分散成微 细的油滴。 微细的油滴与矿粒发生 碰撞和接触， 在范德华力作用下使油 滴粘附在矿物表面。
实例：美国Climax选厂从1942年起就在辉钼矿粗选中引进烃油乳化剂 先太克斯（Syntex），将烃油乳化，取得良好效果。
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煤油工业运用实例
以煤油为捕收剂—江西某钼矿浮选流程
钼原矿
药剂用量：g/t
磨矿 -200目 70% 煤油 80 松醇油 60
钼矿 钼矿 精选
粗选 煤油 21 松醇油 15